Beschreibung
Elektronische Kennzeichnungsvorrichtung vorzugsweise für Pro¬ dukte, Lesegerät für eine solche Kennzeichnungsvorrichtung und Applikationsprogramm
Die Erfindung betrifft eine Kennzeichnungsvorrichtung, die insbesondere zur Kennzeichnung von Produkten verwendet werden kann, aufweisend:
einen Datenspeicher für eine die Kennzeichnung enthaltende Information,
einen Prozessor zur Generierung eines die Information tragenden Ausgangssignals,
als Energieversorgung für den Prozessor einen optisch elekt- rischen Energiewandler, der elektromechanische Strahlung aus der Umgebung in einen elektrischen Strom I wandelt und diesen über eine Leistungsverbindung in den Prozessor einspeist und eine Ausgabevorrichtung für die Information, wobei zur Übertragung des Ausgangssignals a von dem Prozessor eine Daten- Verbindung zwischen dem Prozessor und der Ausgabevorrichtung vorgesehen ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Lesegerät für die genannte Kennzeichnungsvorrichtung mit einer Empfangsvorrichtung für die von der Ausgabevorrichtung ausgegebenen Informationen.
Eine Kennzeichnung enthält immer Informationen, beispielsweise über ein Produkt. Diese Informationen sollen in der Kennzeichnungsvorrichtung gespeichert sein. Im einfachsten Fall kann dies nach dem Stand der Technik beispielsweise durch ein Klebeschild mit einem QR-Code gewährleistet sein. Allerdings lassen sich die Informationen auch elektronisch speichern. Dies ist in der WO 2015/176478 AI und in der WO 2015/176426 AI beschrieben. Dabei kommen elektronische Kennzeichnungsvorrichtungen zum Einsatz, die autark funktionieren können, weil sie eine Solarzelle als Energieversorgung aufweisen. Außerdem gibt es einen optischen Empfänger für ein Eingangssignal, welches beispielsweise ein Steuersignal zur Programmierung der Kennzeichnungsvorrichtung sein kann. Weiterhin ist eine
optische Ausgabevorrichtung zur Ausgabe eines die besagte In¬ formation tragenden Ausgangssignals vorgesehen. Die Ausgabevorrichtung kann ein optischer Lichtemitter sein, wobei es sich damit um eine aktive optische Ausgabevorrichtung han- delt, denn sie erzeugt ein sichtbares Lichtsignal. Eine ande¬ re Möglichkeit besteht darin, eine passive optische Ausgabe¬ vorrichtung vorzusehen, die eine Fläche zur Darstellung der Informationen aufweist, wobei diese nur gelesen werden kann, wenn von extern Licht auf diese Fläche fällt. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein LCD (Liquid Crystal Display) han¬ deln. Die beschriebenen Komponenten werden durch einen Chip kontrolliert, der auch eine Speicherfunktion für die die Kennzeichnung enthaltende Information aufweist. Kennzeichnungsvorrichtungen wie die eingangs genannte sind umso attraktiver, wie sie kostengünstig hergestellt werden können. Beispielsweise könnte die Kennzeichnungsvorrichtung als Preisschild auf Produkten oder zur Speicherung einer Seriennummer von Produkten angewendet werden. Es ist daher Auf- gäbe der Erfindung, eine Kennzeichnungsvorrichtung anzugeben, die sich möglichst kostengünstig herstellen lässt. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung ein Lesegerät anzugeben, mit dem sich diese Kennzeichnungsvorrichtung lesen lässt und welches für den Benutzer ebenfalls geringe Kosten in der Anschaffung auslöst.
Diese Aufgabe wird mit der eingangs angegebenen Kennzeich¬ nungsvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Prozessor ein Programm gespeichert ist, mit dem ein über die Leistungsverbindung übertragenes und dem elektrischen Strom überlagertes Eingangssignal gelesen werden kann. Dies bedeu¬ tet mit anderen Worten, dass die Energieversorgung, die autark über einen optisch-elektrischen Energiewandler, wie z. B. eine Solarzelle gewährleistet ist, gleichzeitig zur Über- tragung von dem Eingangssignal e genutzt werden kann. Hiermit entfällt ein optischer Sensor, der ansonsten eigens zur An- steuerung des Prozessors vorgesehen werden müsste. Hierbei kann man es sich vorteilhaft zu Nutze machen, dass die Kenn-
Zeichnungsvorrichtung im Betrieb nach ihrer Programmierung mit einer Information nur noch wenige Eingangssignale benö¬ tigt. Ein Eingangssignal könnte beispielsweise sein, dass die Information ausgelesen werden soll und deswegen die Anzeige- Vorrichtung aktiviert werden soll. Ein anderes Eingangssignal kann darin bestehen, dass die Kennzeichnungsvorrichtung überhaupt erst aktiviert werden soll, wenn diese aufgrund einer zu geringen Energieversorgung in einen Schlafmodus versetzt wurde. Dies könnte beispielsweise bei einem Produkt der Fall sein, welches aus einer Verpackung genommen wird, in die vorher kein Licht gedrungen ist.
Die Funktionsintegration von dem optisch-elektrischen Energiewandler und einer Eingabevorrichtung für Eingangssignale führt vorteilhaft zur Einsparung einer Komponente in der
Kennzeichnungsvorrichtung, die sich dadurch kostengünstiger herstellen lässt. Mit dem optisch-elektrischen Energiewandler lässt sich damit vorteilhaft ein Strom I erzeugen, der zur Energieversorgung der Anzeigevorrichtung ausreicht und gleichzeitig das Eingangssignal E überträgt. Vorteilhaft kann im Interesse einer Funktionsintegration und möglichst geringer Herstellungskosten für die Kennzeichnungsvorrichtung vorgesehen werden, dass der Energiewandler die einzige Energieversorgung für den Prozessor darstellt. Auch die Anzeigevor- richtung kann über diesen Energiewandler mit Strom versorgt werden. Vorteilhaft kann aber auch vorgesehen werden, dass der Energiewandler neben dem Prozessor auch einen Energiespeicher mit Energie versorgt, wobei der Energiespeicher sei¬ nerseits den Prozessor und/oder die Ausgabevorrichtung mit elektrischer Energie versorgt. Hierbei soll es sich erfin¬ dungsgemäß um einen wiederaufladbaren Energiespeicher handeln, der vorteilhaft kostengünstig in der Herstellung und klein ausgeführt sein kann, weil eine außerordentlich geringe Kapazität des Energiespeichers und von z. B. 100 yWh aus- reicht. Ein Ausleseintervall braucht nämlich weit weniger als 100 yWh, so dass einige Auslesevorgänge durchgeführt werden können, während derer über das Eingangssignal zur Ansteuerung des Prozessors ohnehin immer neue Energie über das Eingangs-
signal zur Verfügung gestellt wird. Der Hauptvorteil liegt darin, dass der Energiespeicher dazu beiträgt, dass der Prozessor sofort einsatzbereit ist, wenn die Information ausge¬ lesen werden soll und nicht zunächst durch den optisch- elektrischen Energiewandler mit so viel Energie versorgt werden muss, damit die Funktion des Prozessors gewährleistet ist. Der Energiespeicher kann beispielsweise durch eine wie- deraufladbare Dünnschichtzelle ausgebildet sein. Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Ausgabevorrichtung ein elektromagnetisches Signal abgibt, insbesondere ein Funksignal oder ein Lichtsignal. Die Ausga¬ bevorrichtung ist somit ein Wandler, beispielsweise eine Antenne, eine Leuchtdiode oder eine leuchtende zweidimensionale Anzeige mit Pixeln, also ein Bildschirm. Zur Anzeige können verschiedene Standards verwendet werden, um ein Auslesen zu ermöglichen und im Lesegerät beispielsweise eine Bluetooth- Schnittstelle oder eine Infrarot-Schnittstelle zu bedienen. Dabei kann aufgrund der begrenzten zur Verfügung stehenden Energie die Stärke des Signals auch weitaus geringer sein, als in einschlägigen Standards gefordert, da ein Auslesen nur kurze Zeit benötigt und durchgeführt werden kann, indem das Lesegerät sehr nahe an die Kennzeichnungsvorrichtung angenähert wird.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Prozessor und der Datenspeicher in einem Chip, insbesondere einem CMOS-Chip (Complementary metal-oxide- semiconductor) integriert sind. Hierdurch gelingt vorteilhaft eine weitere Funktionsintegration in einem kostengünstigen
Chip-Bauteil, in dem außerdem ein schneller Zugriff des Prozessors auf die im Datenspeicher gespeicherten Daten erfolgen kann . Auch ist es vorteilhaft, wenn das Substrat für die realisier¬ te Schaltung ein flexibler Schaltungsträger ist. Die Schaltung besteht aus den oben bereits angegebenen Bauelementen, also einem Datenspeicher, einem Prozessor (wobei diese beiden
Funktionen durch einen einzigen Chip realisiert werden können) , der Energieversorgung, der Ausgabevorrichtung und evtl. dem Energiespeicher. Ein flexibler Schaltungsträger lässt sich vorteilhaft gut an die Oberfläche eines Produkts anpas- sen, wenn diese beispielsweise gekrümmt ist. Außerdem kann eine Befestigungsfläche mit einer Klebeschicht ausgestattet sein, wobei sich so eine Kennzeichnungsvorrichtung dann ganz einfach durch Aufkleben auf dem Produkt, welches gekennzeichnet werden soll, applizieren lässt. Alternativ kann die Be- festigungsfläche selbst auch adhäsiv ausgestattet sein, so dass die Kennzeichnungsvorrichtung von selbst an dem Produkt haftet .
Alternativ kann vorteilhaft auch vorgesehen werden, dass die Kennzeichnungsvorrichtung als bestückbares Bauelement ausge¬ führt ist. Insbesondere elektronische Produkte lassen sich vorteilhaft auf diesen Weg sehr kostengünstig kennzeichnen, da das Bauelement in einem Bestückprozess für die Elektronik¬ montage eingebunden werden kann. Dabei ist es nicht erforder- lieh, dass die Kennzeichnungsvorrichtung am Einbauort mit elektrischer Energie versorgt wird, da diese autark funktio¬ niert. Allerdings kann eine solche elektrische Energieversor¬ gung zusätzlich vorgesehen werden, damit das elektronische Gerät während des Betriebs schneller ausgelesen werden kann. Ein Auslesen ist jedoch auch beispielsweise im Neuzustand möglich, wenn eine Energieversorgung des elektronischen Geräts noch nicht aktiviert ist.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese- hen, dass die Anzeigevorrichtung ein passives optisches Ele¬ ment ist. Dies kann beispielsweise ein LCD sein. Die Informa¬ tion wird auf dem LCD dargestellt und entweder durch ein Lesegerät oder direkt das menschliche Auge aufgenommen. Die Möglichkeit, die Kennzeichnungsvorrichtung auch ohne Lesege- rät durch Ablesen der Information von der Anzeigevorrichtung aufzunehmen, ist der große Vorteil dieser erfindungsgemäßen Alternative .
Die genannte Aufgabe wird außerdem durch das eingangs bereits erwähnte Lesegerät gelöst, wobei eine optische Sendevorrich¬ tung für das Eingangssignal vorgesehen ist und wobei die Sen¬ devorrichtung mit dem Eingangssignal eine optische Leistung überträgt, die ausreicht, damit der Energiewandler den Pro¬ zessor betreiben kann. Damit ist das Lesegerät so ausgestat¬ tet, dass ein Auslesen der Kennzeichnungsvorrichtung ohne weitere Energiequellen ermöglicht wird. Die mit der Energie¬ versorgung verbundenen Kosten fallen damit nur bei der Her- Stellung des Lesegeräts an, nicht jedoch bei der Herstellung der Kennzeichnungsvorrichtungen, die in großer Zahl benutzt werden sollen, während im Vergleich hierzu weniger Lesegeräte zum Einsatz kommen. Vorteilhaft ist das Lesegerät ein Kommunikationsgerät, insbe¬ sondere ein Mobiltelefon. Dies bedeutet, dass als Lesegerät ein Gerät verwendet werden kann, welches in großer Zahl im Umlauf ist. Insbesondere können auch die Kommunikationsgeräte von Endverbrauchern auf einfache Weise dazu instandgesetzt werden, als Lesegerät benutzt zu werden, wie im Folgenden noch näher erläutert wird.
Es ist nämlich möglich, auf dem Kommunikationsgerät ein App¬ likationsprogramm, also eine APP zu installieren, die die Infrastruktur des Kommunikationsgeräts nutzt. Als optische Sendeeinrichtung kann beispielsweise ein Blitzlicht Verwendung finden, welches auch für eine Kamerafunktion des Kommunikationsgeräts zur Verfügung steht. Eine solche Kamerafunk¬ tion ist beispielsweise bei Smartphones inzwischen Standard. Diese Kamerafunktion kann insbesondere vorteilhaft auch als Empfangsvorrichtung vorgesehen werden, mit der es dann möglich ist, ein passives optisches Element auszulesen. Auch hierbei kann das Blitzlicht wieder gewinnbringend zum Einsatz gebracht werden.
Insofern wird die Aufgabe auch durch ein Applikationsprogramm gelöst, welches zum Betrieb der Kennzeichnungsvorrichtung vorgesehen ist und zu diesem Zweck auf einem Lesegerät, ins-
besondere einem Mobiltelefon, unter dem auch ein Smartphone verstanden werden soll, installiert ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszei¬ chen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen :
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kennzeichnungsvorrichtung schematisch als Blockschaltbild, Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsge¬ mäßen Kennzeichnungsvorrichtung als Bauelement in dreidimensionaler Darstellung,
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kenn- Zeichnungsvorrichtung als flexibler Schaltungsträger in dreidimensionaler Darstellung und
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel, das das Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Kennzeichnungsvorrichtung mit ei- nem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lese¬ geräts darstellt.
In Figur 1 ist eine Anzeigevorrichtung als Blockschaltbild dargestellt. Diese weist einen Prozessor 11 auf, der die Vor- gänge in der Kennzeichnungsvorrichtung steuert. Dazu gehört das Auslesen eines Datenspeichers 12, in dem die Information, die zur Kennzeichnung beispielsweise eines Produkts erforder¬ lich ist, beispielsweise eine Seriennummer oder Ausstattungs¬ merkmale, gespeichert ist. Diese können an eine Anzeigevor- richtung 13 in Form eines Ausgangssignals a weitergegeben werden .
Der Prozessor 11 wird über einen Strom I, der gleichzeitig ein Eingangssignal zur Ansteuerung des Prozessors 11 enthält, gespeist. Dies erfolgt über einen optisch-elektrischen Energiewandler 14 in Form einer Solarzelle. Der Energiewandler 14 kann außerdem einen Energiespeicher 15 in Form einer Dünnschichtzelle, die wiederaufladbar ist, mit einem Strom I versorgen. Außerdem kann auch die Anzeigevorrichtung 13 mit einem Strom I versorgt werden. Ist der Energiespeicher 15 zumindest teilweise gefüllt, so kann auch dieser den Prozessor 11 und die Anzeigevorrichtung 13 mit einem Strom I versorgen.
In Figur 2 ist eine Kennzeichnungsvorrichtung 16 dargestellt, die die Form eines Bauelements aufweist. Ein Gehäuse 17 kann hierbei ein standardisiertes Gehäuse sein, wie es für Bauele- mente in der Elektronikfertigung zum Einsatz kommt. Die Anzeigevorrichtung 13 ist hier als Leuchtdiode realisiert. Op¬ tional kann die Kennzeichnungsvorrichtung 16 auch elektrische Kontaktstrukturen 18 aufweisen, mit denen eine elektrische externe Versorgung beispielsweise von einem Elektronikprodukt erfolgen kann. Allerdings funktioniert die Kennzeichnungsvorrichtung auch mit einer autarken Energieversorgung, wie sie zu Figur 1 beschrieben wurde und in nicht näher dargestellter Weise in der Kennzeichnungsvorrichtung gemäß Figur 2 realisiert ist.
In Figur 3 ist ein Produkt 19 mit einer gekrümmten Oberfläche 20 dargestellt. Auf diesem ist über eine Klebeschicht 21 die Kennzeichnungsvorrichtung 16 aufgeklebt, die auf einem flexiblen Schaltungsträger 22 aufgebracht ist.
Der Energiewandler 14 ist über eine Leistungsverbindung 23, die einen Strom I und das Eingangssignal e übertragen kann, mit dem Prozessor 11 verbunden. Der Prozessor 11 weist außerdem eine Datenverbindung 24 auf, mit der ein Ausgangssignal a mit der darzustellenden Information an die Anzeigevorrichtung 13 in Form eines flexiblen LCD übertragen werden kann. Außerdem ist der Energiespeicher 15 über eine Stromverbindung 25 mit dem Energiewandler 14 verbunden, wobei der Energiespei-
eher Versorgungsverbindungen 26 zu dem Prozessor 11 und der Anzeigevorrichtung 13 aufweist. Die Leistungsverbindung 23, die Datenverbindung 24, die Stromverbindung 25 und die Versorgungsverbindung 26 sind auf dem flexiblen Schaltungsträger 22 als Leiterbahnen ausgeführt. Weitere Leitungen (z. B.
Rückverbindungen zu einem Massepotential) können auf der Rückseite des Schaltungsträgers vorgesehen werden (nicht dar¬ gestellt) . Der Prozessor 11 ist in Figur 3 ebenso wie der Datenspeicher 12 gestrichelt dargestellt, weil diese beiden Funktionalitä¬ ten in einen einzigen Chip 27 implementiert sind. Letztend¬ lich ist es auch der Chip, der der Leitungsverbindung 23, der mit der Datenverbindung 24 und der Versorgungsverbindung 26 elektrisch kontaktiert ist.
In Figur 4 ist dargestellt, wie die Anzeigevorrichtung 16 auf dem Produkt 19 zum Einsatz kommen kann. Hat der Kunde das Produkt 19 gekauft und ausgepackt, kann er sich über einen Server 28 aus dem Internet (www) über eine Sendestation 29 eine APP auf sein Mobiltelefon (Smartphone) herunterladen. Dies APP setzt sein Smartphone instand, mit der Kennzeich¬ nungsvorrichtung 16 zu kommunizieren. Dafür wird ein Blitzlicht 31 aktiviert, mit dem eine Blitzfolge 32 zum nicht nä- her dargestellten elektrisch-optischen Wandler der Kennzeichnungsvorrichtung 16 gesendet wird. Der Energiegehalt der Blitzfolge 32 reicht aus, um die Kennzeichnungsvorrichtung 16 zu aktivieren und enthält außerdem eine Codierung für ein Eingangssignal, was durch den nicht dargestellten Prozessor verarbeitet wird. Dieser steuert dann eine passive Ausgabe¬ vorrichtung (nicht dargestellt) an, die ein optisches Signal 33 an die Empfangsvorrichtung 34 in Form der Kamerafunktion des Mobiltelefons 30 sendet. Der Server 28 kann dem Kunden weitere Dienste anbieten. Beispielsweise könnte in dem Signal 33 das Kaufdatum enthalten sein, so dass der Server notwendige Wartungsintervalle über¬ prüfen kann. Auch kann in dem Signal 33 eine Seriennummer
enthalten sein, die beispielsweise beim Anfordern von Ersatz teilen oder bei der automatischen Registrierung des Produkts über die APP verwendet werden kann. Auch die Bestellung von Zubehör in einem von dem Server 28 angebotenen Internetshop könnte unterstützt werden. Auch weitere Anwendungsbeispiele sind denkbar.